設(shè)備故障診斷系統(tǒng)精選(九篇)

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第1篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】 熱軋設(shè)備 監(jiān)測(cè) 故障診斷

1 前言

在鋼鐵廠中熱軋機(jī)械是非常關(guān)鍵的設(shè)備之一，不過在日常生產(chǎn)中，熱軋?jiān)O(shè)備機(jī)械常常會(huì)發(fā)生受到?jīng)_擊或者重荷等情況，久而久之這對(duì)于設(shè)備來說就會(huì)容易出現(xiàn)大量問題，比如結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減弱、振動(dòng)增加、可靠性降低及噪聲增加等。由此，如果我們?cè)谏a(chǎn)過程中及時(shí)地掌握熱軋?jiān)O(shè)備機(jī)械的工作狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際情況做出合理判斷，并實(shí)施相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案，可以有效避免故障的發(fā)生，還能夠讓熱軋?jiān)O(shè)備工作的可靠性得到提高和保障，進(jìn)而提高整個(gè)鋼鐵廠的生產(chǎn)工作效率。不過，對(duì)于現(xiàn)代化鋼鐵廠的管理者和經(jīng)營(yíng)者來說，如何有效保證設(shè)備的良好工作狀態(tài)同時(shí)對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行有效的預(yù)防、排查和修理是一項(xiàng)非常嚴(yán)峻的問題。如今伴隨著科技的高速發(fā)展，故障診斷和排查技術(shù)日臻完善，計(jì)算機(jī)和應(yīng)用電子技術(shù)的成熟運(yùn)用，讓通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)車間內(nèi)熱軋?jiān)O(shè)備工作狀態(tài)成為了可能。

2 系統(tǒng)功能和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

針對(duì)變負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速或者變轉(zhuǎn)速的減速機(jī)，那么熱軋機(jī)械振動(dòng)信號(hào)就會(huì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。針對(duì)那些故障信號(hào)是反映齒輪、轉(zhuǎn)軸或者滾動(dòng)軸承的則一般而言會(huì)更多地選擇加速度傳感器。不過加速度傳感器也有缺點(diǎn)，鋼鐵廠內(nèi)的軋鋼機(jī)械如若發(fā)生故障，則它的振動(dòng)頻率范圍會(huì)十分寬，而加速度傳感器對(duì)于轉(zhuǎn)速低的低頻振動(dòng)并不敏感，所以，就非常有需要一如位移傳感器，即渦流傳感器來測(cè)量軸的振動(dòng)。比如，對(duì)于軸承來說，磨損是最常見的一種現(xiàn)象，而軸承的振動(dòng)卻無法被加速度傳感器清晰捕捉并分辨出來，而渦流傳感器能夠?qū)πD(zhuǎn)軸和探頭體之間的相對(duì)的間隙變化進(jìn)行不間斷地測(cè)量，從而有利于及時(shí)地發(fā)現(xiàn)磨損給軸承帶來的徑向間隙的變化，有利于鋼鐵廠管理人員對(duì)故障進(jìn)行最早的診斷。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置時(shí)，可以設(shè)置多個(gè)參數(shù)以保證整套系統(tǒng)正常穩(wěn)定地工作，并且還能夠避免對(duì)軟件的修改卻又能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備參數(shù)的修改。這一點(diǎn)對(duì)于一些時(shí)常需要調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)的大型監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)來說是非常有意義的。

系統(tǒng)具有非常晚上的故障診斷信號(hào)判別方法，這套方法適用于滾動(dòng)軸承和齒輪的各章診斷，主要包括：頻域分析，包括細(xì)化譜、倒頻譜、瀑布圖、頻譜及其數(shù)據(jù)特征、包絡(luò)分析；時(shí)頻分析，包括小波變換；時(shí)域分析，包括趨勢(shì)分析、波形及其數(shù)據(jù)特征；除此以外還有對(duì)比分析。

系統(tǒng)為了能夠更好地排查和診斷滾動(dòng)軸承和齒輪的故障，對(duì)于傳遞回來的某些傳統(tǒng)信號(hào)根據(jù)需要進(jìn)行特殊化處理。比如，在波形圖中顯示除了峰值以外的波峰因子、均方根值、峭度、歪度和絕對(duì)均值，或者針對(duì)波形圖進(jìn)行濾波和通頻再顯示。而在頻譜圖中，在顯示傳統(tǒng)的功率譜和幅值譜基礎(chǔ)上，可以額外地計(jì)算振動(dòng)的頻率方差、均方頻率、均方根頻率和中心頻率以及選擇分析頻率范圍。

3 故障診斷專家系統(tǒng)

利用計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障診斷便是故障診斷專家系統(tǒng)。影響故障診斷專家系統(tǒng)準(zhǔn)確性有三個(gè)重要因素，分別是否擁有強(qiáng)力的先兆收集能力、豐富的診斷資料以及科學(xué)合理的診斷排查方法。故障診斷專家系統(tǒng)依據(jù)發(fā)生故障的充分條件和必要條件，結(jié)合原有故障的案例分析，在專家故障張?jiān)淼难芯亢妥稍兓A(chǔ)之上，建立了非常豐富的故障診斷資料數(shù)據(jù)庫，比如先兆庫、決策庫、診斷原則庫和故障庫，這些不僅僅適用于軸承和齒輪，也適用于風(fēng)機(jī)的故障。在運(yùn)用系統(tǒng)的過程中，在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)原有的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦薷?、刪除、新增等，保證診斷知識(shí)能夠適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和需求。

案例、模型和原則相互結(jié)合是該系統(tǒng)采取的主要推理模式，通過正反向的混合推理方法，當(dāng)發(fā)生異?；蛘呷斯みM(jìn)行干預(yù)之后都能夠及時(shí)啟動(dòng)在線的診斷，甚至也可以進(jìn)行離線診斷?，F(xiàn)在，由于擁有強(qiáng)大的故障先兆自動(dòng)收集獲取能力，系統(tǒng)能夠?qū)Χ喾N情況進(jìn)行自動(dòng)診斷，比如軸承間隙增大、螺栓松動(dòng)、滾動(dòng)體故障、偏心、點(diǎn)蝕、軸承外圈故障、軸承內(nèi)圈故障、局部斷齒、不平衡、不對(duì)中、齒輪磨損等。除此以外，該系統(tǒng)還有很多其他功能，例如打印診斷報(bào)告、事故追憶、存儲(chǔ)診斷結(jié)果、對(duì)故障處理提出建議、對(duì)話診斷、對(duì)診斷結(jié)果進(jìn)行解釋等。

4 結(jié)語

鋼鐵廠的熱軋?jiān)O(shè)備機(jī)械振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)有非常先進(jìn)的設(shè)計(jì)，并且還對(duì)監(jiān)測(cè)和故障診斷提供了一些新的參考方法。該系統(tǒng)還具有非常多有點(diǎn)，穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)收集，強(qiáng)大的先兆收集能力。能夠讓工作人員及時(shí)掌握設(shè)備工作狀態(tài)，有效預(yù)防故障的發(fā)生給生產(chǎn)帶來的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅宏斌.滾動(dòng)軸承振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.

第2篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；檢修；故障診斷；問題；故障監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：U673文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

機(jī)械設(shè)備的故障和失效帶來的安全生產(chǎn)事故會(huì)帶來嚴(yán)重的后果，如：前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站四號(hào)機(jī)組在1986年4月時(shí)發(fā)生嚴(yán)重振動(dòng)，導(dǎo)致核泄漏事故的發(fā)生，最終致使2000多人死亡，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)30億美元。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備檢修和故障診斷的技術(shù)水平越來越高，但是機(jī)械設(shè)備也是越來越復(fù)雜化、大型化，這給檢修和故障診斷帶來了一定的挑戰(zhàn)。

1.我國(guó)機(jī)械設(shè)備檢修中存在的問題分析

我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化水平不斷提高，但是機(jī)械設(shè)備的檢修卻稍顯滯后，傳統(tǒng)落后的檢修方式使得機(jī)械設(shè)備依然經(jīng)常出現(xiàn)故障，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)中存在很多安全隱患。那么，機(jī)械設(shè)備的檢修中主要有哪些問題呢？

1.1.檢修手段落后

我國(guó)機(jī)械設(shè)備的檢修主要是以定期檢修和事后檢修為主。定期檢修中包含了所有的機(jī)械設(shè)備，但是卻沒有機(jī)械設(shè)備檢修計(jì)劃方案。也就是說，在檢修時(shí)很多不同的機(jī)械設(shè)備都是采用的同一種方法檢修，而且檢修時(shí)也沒有按照輕重緩急去檢修，檢修效果不佳。事后檢修就是當(dāng)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障之后再來檢修，這種方式不僅影響了工程的正常生產(chǎn)活動(dòng)，還影響了工廠的安全生產(chǎn)。

1.2.檢修質(zhì)量控制不嚴(yán)

機(jī)械設(shè)備的檢修是一個(gè)非常復(fù)雜非常專業(yè)的過程，它需要檢修人員根據(jù)機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)和檢修的類型來對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面的檢修。但是我國(guó)機(jī)械設(shè)備的檢修中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)檢修沒有按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和檢修工藝執(zhí)行的情況。很多時(shí)候，機(jī)械設(shè)備在表面上看是沒什么問題，但是在用一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)故障，機(jī)械設(shè)備的檢修質(zhì)量控制不嚴(yán)，檢修人員在檢修過程中掉以輕心，機(jī)械設(shè)備的檢修效果不佳。

1.3.檢修人員的專業(yè)素質(zhì)不高

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的新型機(jī)械設(shè)備不斷出現(xiàn)，機(jī)械設(shè)備檢修中運(yùn)用到的專業(yè)知識(shí)和技能越來越多，對(duì)檢修人員的要求大大提高。而在我國(guó)機(jī)械設(shè)備的檢修中，檢修人員很多時(shí)候都是依靠經(jīng)驗(yàn)來檢修的，而沒有充分利用現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)，這也導(dǎo)致了檢修效果不佳。依靠經(jīng)驗(yàn)來檢修在一些傳統(tǒng)的老舊的設(shè)備中還有用處，但是在新型設(shè)備中卻沒有用武之地了。檢修人員自己都不懂機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)原理，那么如何去發(fā)現(xiàn)其中的問題，如何保證檢修質(zhì)量呢？

1.4.設(shè)備故障責(zé)任追究制不清晰

由于沒有對(duì)檢修質(zhì)量卡關(guān)，也沒有對(duì)檢修進(jìn)行詳細(xì)的記錄，當(dāng)檢修后的機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)生故障時(shí)也無法迅速的將責(zé)任追究到具體的檢修人員身上，這種情況不利于企業(yè)建立起完善的設(shè)備檢修管理體系，影響了機(jī)械設(shè)備檢修的質(zhì)量。在這種形勢(shì)下檢修人員很容易逃脫責(zé)任，因而檢修人員在檢修時(shí)也會(huì)不那么認(rèn)真，檢修中就經(jīng)常出現(xiàn)問題。

2.機(jī)械設(shè)備檢修的類型

機(jī)械設(shè)備的檢修是為了保證機(jī)械設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的提高。按照檢修的目的，一般可以將檢修分成事后檢修、預(yù)防性檢修、狀態(tài)檢修和改進(jìn)性檢修。

2.1.事后檢修

事后檢修是當(dāng)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障或失效時(shí)立即停車進(jìn)行檢修，這種檢修方式是最為常見的，是一種非計(jì)劃性檢修。我國(guó)的機(jī)械設(shè)備檢修中就是以事后檢修為主，這種檢修方式是為了使機(jī)械設(shè)備迅速解決故障，使機(jī)械設(shè)備能夠盡快投入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中。因此，檢修的質(zhì)量很重要。

2.2.預(yù)防性檢修

預(yù)防性檢修也可以說是定期檢修，也是我國(guó)機(jī)械設(shè)備檢修中的一個(gè)重要方式。它一般是以時(shí)間為基礎(chǔ)，無論機(jī)械設(shè)備是否存在問題都要停車進(jìn)行檢修，是為了預(yù)防機(jī)械設(shè)備故障的出現(xiàn)而進(jìn)行的檢修。

2.3.狀態(tài)檢修

狀態(tài)檢修在我國(guó)機(jī)械設(shè)備的檢修中不太常見，它是從預(yù)防性檢修發(fā)展而來的更高層次的檢修。這種檢修方式是根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和故障診斷技術(shù)來開展的針對(duì)性檢修，它能夠有效的提高機(jī)械設(shè)備的工作效率和使用壽命，能夠促進(jìn)機(jī)械設(shè)備的安全生產(chǎn)。由于是針對(duì)性的有目的的檢修，因而還能大大降低檢修費(fèi)用，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

2.4.改進(jìn)性檢修

改進(jìn)性檢修是根據(jù)機(jī)械設(shè)備的先天性缺陷和常見故障開展的檢修工作，對(duì)設(shè)備中的局部結(jié)構(gòu)或零件的設(shè)計(jì)加以改進(jìn)，提高機(jī)械設(shè)備的工作效率和使用壽命。改進(jìn)性檢修是機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化過程，在機(jī)械設(shè)備的檢修中應(yīng)該是單獨(dú)歸為一類的，企業(yè)應(yīng)該看到改進(jìn)性檢修的重大作用，不斷對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，促進(jìn)工作效率的提高，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

3.故障診斷分析

檢修實(shí)踐證明，機(jī)械設(shè)備在發(fā)生故障前是有一定的征兆的，從設(shè)備的正常狀態(tài)到發(fā)生故障的過程中，狀態(tài)信號(hào)也是在不斷變化的，因此在機(jī)械設(shè)備的故障診斷中構(gòu)建起完備的狀態(tài)信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)故障診斷是有重大意義的。

機(jī)械設(shè)備的故障診斷不僅僅是狀態(tài)監(jiān)測(cè)、尋找原因、解決故障，它還包括了在對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過程中尋找出機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的規(guī)律，根據(jù)故障的類別、性質(zhì)、征兆、原因之間的相互關(guān)系，尋找出機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)展趨勢(shì)，以此來做好機(jī)械設(shè)備的故障診斷。在機(jī)械設(shè)備未發(fā)生故障時(shí)指導(dǎo)操作人員進(jìn)行調(diào)控，避免故障的發(fā)生；當(dāng)故障發(fā)生或即將要發(fā)生時(shí)指導(dǎo)操作人員將故障的影響力降到最低?？梢哉f，機(jī)械設(shè)備的故障診斷是與狀態(tài)檢修相一致的，都是一種更高層次的檢修，提高機(jī)械設(shè)備工作效率和使用壽命。

4.加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備檢修與故障診斷的思路

機(jī)械設(shè)備的完好能夠促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高，避免安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。針對(duì)當(dāng)前我國(guó)機(jī)械設(shè)備檢修與故障診斷中還存在的問題，應(yīng)該從哪幾個(gè)方面著手來做好機(jī)械設(shè)備的檢修與故障診斷呢？

4.1.完善機(jī)械設(shè)備檢修與故障診斷管理制度

機(jī)械設(shè)備的檢修與故障診斷應(yīng)該有一套系統(tǒng)的管理制度，所有的工作人員都要在制度要求內(nèi)規(guī)范作業(yè)，這樣既能減少機(jī)械設(shè)備故障出現(xiàn)的頻率，又能有效的提高機(jī)械設(shè)備檢修的質(zhì)量，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的順利開展。因此，企業(yè)要不斷完善檢修管理制度，逐步提高檢修的質(zhì)量。詳細(xì)記錄機(jī)械設(shè)備的各項(xiàng)資料，出廠資料、日常運(yùn)行資料、各類檢修資料等；根據(jù)機(jī)械設(shè)備的使用狀況進(jìn)行分類，在不同類別的機(jī)械設(shè)備上采用不同的管理制度，在企業(yè)內(nèi)形成一套明晰完善的管理制度，逐步促進(jìn)檢修質(zhì)量的提高，減少安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

4.2.完善機(jī)械設(shè)備故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是故障診斷中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，企業(yè)要認(rèn)識(shí)到故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要性。要利用先進(jìn)的傳感技術(shù)為企業(yè)的機(jī)械設(shè)備構(gòu)建起完善的故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，配合狀態(tài)檢修一起作業(yè)，提高企業(yè)故障診斷的水平。

4.3.做好預(yù)防性檢修

預(yù)防性檢修是我國(guó)機(jī)械設(shè)備檢修中的一種主要方式，但是由于我國(guó)預(yù)防性檢修中常常沒有根據(jù)機(jī)械設(shè)備的類型來開展有計(jì)劃性的檢修，所以預(yù)防性檢修的效果不太好。因此，企業(yè)要在檢修管理制度之下明確不同類型機(jī)械設(shè)備的檢修作業(yè)，預(yù)防性檢修要有一套完整的作業(yè)流程，要有計(jì)劃有目的的開展下去。使得預(yù)防性檢修發(fā)揮作用，做到該檢修的檢修，不該檢修的不檢修，節(jié)約檢修費(fèi)用，提高檢修質(zhì)量。

結(jié)束語

機(jī)械設(shè)備是工業(yè)生產(chǎn)中的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，要做好檢修和故障診斷才能促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的順利開展，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益的提高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)要不斷運(yùn)用先進(jìn)的檢修技術(shù)和方法來努力提高機(jī)械設(shè)備的檢修質(zhì)量，促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的順利開展。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋樹波，邵澤波，李鳳蘭.渦流法在機(jī)械設(shè)備檢修中的應(yīng)用[J].機(jī)械制造，2004，42（6）.

[2]鮑文霞.機(jī)械加工設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)[J].科技資訊，2012（7）.

第3篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：工程裝備；故障診斷；無線嵌入式系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044(2008)22-828-02

Embedded Engineering Equipment Design Fault Diagnosis System

ZHANG Peng

(National University of Defense Technical,Commanding officers based Institute of Education,Changsha 410037,China)

Abstract: This paper presents an engineering equipment on-line monitoring and fault diagnosis of wireless embedded systems programmes, the terminal detection equipment on the curing of the project, the host and the detection terminal through a wireless network communications, thus replacing the mainframe terminals with the Connecting cables, allowing the system to achieve the intelligent and small; at the same time introduced a system of hardware and software components and principle.

Key words: engineering equipment; fault diagnosis; wireless embedded systems

1 引言

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警和故障診斷, 以及對(duì)裝備歷史使用數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)及處理, 發(fā)現(xiàn)裝備故障規(guī)律和故障深層次原因?qū)ρb備的技術(shù)工藝改進(jìn)和日常保養(yǎng)具有重要意義。為此我們提出了一種基于ARM (Advanced RISC Machines) 嵌入式的無線故障診斷系統(tǒng), 用一個(gè)低成本網(wǎng)絡(luò)設(shè)備系統(tǒng)和工程裝備固化在一起, 把要監(jiān)視的傳感器信號(hào)存儲(chǔ)起來, 或通過嵌入式無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到上位機(jī)上顯示和處理, 構(gòu)成在線實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警和診斷分析于一體的嵌入式無線遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng), 提供裝備壽命周期內(nèi)的技術(shù)服務(wù)和維修保障服務(wù), 實(shí)現(xiàn)工程裝備檢修的智能化。

2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)選用三星公司S3C2410嵌入式開發(fā)系統(tǒng)，具有高性能、低功耗、低成本和體積小等優(yōu)點(diǎn)，內(nèi)嵌ARM920T核和一只64Mb NAND Flash 存儲(chǔ)器, 帶有全性能的MMU 和8個(gè)GPIO (通用I/O端口)，其擴(kuò)展板囊括了USB、UART、GPIO (通用I/O端口)，其擴(kuò)展板囊括了USB、UART、SD、PCMCIA 和10 Mbps以太網(wǎng)接口，具有16/32位雙指令集，三級(jí)流水線指令結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)具有較高的執(zhí)行速度，最高可達(dá)202 M。與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，采用ARM嵌入式系統(tǒng)不僅能滿足系統(tǒng)的運(yùn)算速度、數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)功能要求，而且將ARM嵌入式系統(tǒng)固化在工程裝備上可以實(shí)現(xiàn)裝備狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)與記錄，并向小型化和智能化邁進(jìn)了一步，并且在檢測(cè)點(diǎn)增多的情況下易于系統(tǒng)下位機(jī)(無線嵌入式檢測(cè)系統(tǒng))的擴(kuò)展。

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圖1 系統(tǒng)硬件組成

該系統(tǒng)由上位機(jī)、下位機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)接與調(diào)理電路和傳感器電路等組成, 如圖1 所示。上位機(jī)是處理能力比較強(qiáng)并附無線網(wǎng)卡的臺(tái)式機(jī)或便攜式計(jì)算機(jī)，下位機(jī)就是附無線網(wǎng)卡的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，針對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際需要，我們對(duì)S3C2410擴(kuò)展板進(jìn)行了調(diào)整，去除那些不需要的部分，保留了下載程序用的JTAG接口、一個(gè)串口用于調(diào)試程序和PCMCIA無線網(wǎng)卡通信模塊，增加了I/O光隔電路和AD轉(zhuǎn)換電路。為了防止外部輸入的模擬信號(hào)干擾嵌入式下位機(jī)的運(yùn)行，在擴(kuò)展板上增加了AD轉(zhuǎn)換電路，采用德州儀器公司的AD轉(zhuǎn)換芯片TLC2543，它具有11個(gè)輸入通道12位轉(zhuǎn)換精度10μs的典型轉(zhuǎn)換時(shí)間，以SPI總線格式與嵌入式核心板進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；在擴(kuò)展I/O接口電路時(shí)，采用了VISHAY半導(dǎo)體公司的ILD615系統(tǒng)的光隔芯片，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力與可靠性。

系統(tǒng)硬件主要集中于下位機(jī)設(shè)計(jì)與檢測(cè)點(diǎn)信號(hào)的引入方面。由于系統(tǒng)具有在線檢測(cè)的功能，為了不影響裝備的操作性能，采用并聯(lián)的方式將信號(hào)引出，比如在實(shí)際電纜的插頭和插座之間加入一對(duì)轉(zhuǎn)接插座和插頭，而檢測(cè)信號(hào)就從這對(duì)轉(zhuǎn)接頭中引出。為了不影響實(shí)際的電信號(hào)參數(shù)，系統(tǒng)采取了高輸入阻抗探針型接入方式，既能將工作過程的各類信號(hào)有效引出，又能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)武器裝備控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且不影響整個(gè)裝備的正常工作，還能更好地實(shí)現(xiàn)檢測(cè)儀與裝備的隔離，為在線監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。

2.1 工作原理

嵌入式系統(tǒng)最基本的工作單元是傳感器，固化在裝備上各傳感器將相應(yīng)檢測(cè)點(diǎn)的液壓、機(jī)械和電信號(hào)等狀態(tài)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)模信號(hào)，經(jīng)由信號(hào)轉(zhuǎn)接與調(diào)理電路，連接到嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)接口電路，從而實(shí)現(xiàn)裝備相關(guān)狀態(tài)信息的采集。上位機(jī)與下位機(jī)之間通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)命令發(fā)送和采樣數(shù)據(jù)信息回復(fù)等數(shù)據(jù)交換。具體工作流程為：系統(tǒng)啟動(dòng)后，在實(shí)時(shí)情況下，上位主機(jī)將根據(jù)檢測(cè)流程實(shí)時(shí)地向各下位機(jī)發(fā)出要求檢測(cè)數(shù)據(jù)的命令，下位機(jī)接收到命令后對(duì)相應(yīng)點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)試數(shù)據(jù)上傳至上位主機(jī)，命令和數(shù)據(jù)的傳輸均采用無線通訊方式，上位主機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后一方面將相關(guān)信息向用戶實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)在各種檢測(cè)算法的支持下給出檢測(cè)診斷結(jié)論與故障信息。

系統(tǒng)采用二級(jí)分布式計(jì)算機(jī)智能檢測(cè)和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃录夹g(shù)，針對(duì)裝備的電-液控制系統(tǒng)I/ O、模擬和開關(guān)信號(hào)多，還有大量執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制繼電器的工作狀態(tài)需要檢測(cè)，單個(gè)嵌入式系統(tǒng)無法滿足實(shí)際檢測(cè)需要，為此可采用三個(gè)以上的嵌入式系統(tǒng)，它們各自有獨(dú)立的IP地址，以服務(wù)器與客戶端模式建立上下位機(jī)的通信，在數(shù)據(jù)通訊量不是太大的情況下可以滿足數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?。為了盡量減少上下位機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)傳輸量，提高單次傳輸數(shù)據(jù)的有效信息量，降低下位機(jī)的負(fù)載和能耗，根據(jù)裝備結(jié)構(gòu)和各信號(hào)采集點(diǎn)的實(shí)際分布，結(jié)合裝備操作過程中的各信號(hào)邏輯關(guān)系，對(duì)信號(hào)進(jìn)行了分組，盡量將那些需要同時(shí)檢測(cè)概率較大的采集信號(hào)安排由同一下位機(jī)采集。

2.2 監(jiān)測(cè)終端軟件設(shè)計(jì)

下位機(jī)的核心就是嵌入式S3C2410開發(fā)系統(tǒng)，其采用的是linux2.4.18內(nèi)核，根據(jù)實(shí)際需要可對(duì)內(nèi)核代碼進(jìn)行重新編譯，從啟動(dòng)加載選項(xiàng)中去除那些不需要的驅(qū)動(dòng)程序，如IDE、SD卡等驅(qū)動(dòng)，從而減小了內(nèi)核運(yùn)行時(shí)占用的空間。

①I/O、SPI和中斷驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)。在系統(tǒng)內(nèi)部，I/O設(shè)備的存取通過一組固定的入口點(diǎn)完成與外部的通信，常用的字符型設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序入口點(diǎn)函數(shù)有open、read、write、ioctl和close等入口點(diǎn)函數(shù)，驅(qū)動(dòng)開發(fā)的主要工作是如何實(shí)現(xiàn)這些函數(shù)，對(duì)這部分函數(shù)的調(diào)用使程序運(yùn)行環(huán)境由用戶態(tài)進(jìn)入核心態(tài)。這里要注意的是因?yàn)镾3C2410使用了MMU的地址映射功能，所以在訪問核心板的GPIO時(shí), 應(yīng)該去訪問GPIO的相對(duì)應(yīng)的虛擬地址，而非實(shí)際的物理地址。為了便于程序的調(diào)試，需開發(fā)模塊化的驅(qū)動(dòng)程序，這樣可以通過insmod drv.o和rmmod drv.o命令，通過NFS (網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng))動(dòng)態(tài)地加載驅(qū)動(dòng)程序，從而降低程序調(diào)試的工作量。

②采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸程序的開發(fā)。在上位機(jī)沒有要求將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送的情況下，下位機(jī)要將采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來以備將來調(diào)用。但K9F1208UOM芯片是以頁和塊為基本單位的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，其64M共分4096塊×32頁×528字節(jié)，最小寫入單元為一頁，即512字節(jié)(另外16字節(jié)用以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)校驗(yàn)、標(biāo)識(shí)等信息)，為了將每次采集的數(shù)據(jù)區(qū)別開，對(duì)每次采集的數(shù)據(jù)以特定的格式加以編碼：標(biāo)識(shí)頭+一次采集數(shù)據(jù)，因此在N Flash中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)內(nèi)容應(yīng)該為：AA +數(shù)據(jù)+AA +數(shù)據(jù)，如此持續(xù)。為了防止頻繁的寫入數(shù)據(jù)而消耗大量的系統(tǒng)時(shí)間，我們不將每次采集到的數(shù)據(jù)立即存儲(chǔ)，而是在系統(tǒng)中開辟一16頁大小的緩沖區(qū)，只有當(dāng)采集數(shù)據(jù)累積達(dá)到16×512 bytes時(shí)，系統(tǒng)才存儲(chǔ)一次， 這樣利用較小的系統(tǒng)空間節(jié)約大量的系統(tǒng)時(shí)間，從而提高了系統(tǒng)效能。在與上位機(jī)實(shí)時(shí)通訊的情況下，與前述同樣的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編碼，只是當(dāng)采集數(shù)據(jù)累積達(dá)到16×512 bytes時(shí)，下位機(jī)把數(shù)據(jù)發(fā)送出去，上位機(jī)通過接收信息的標(biāo)識(shí)來辨識(shí)該信息來自哪個(gè)下機(jī)位及該信息類型，然后依據(jù)不同信息的處理要求進(jìn)行相應(yīng)處理。

2.3 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)程序是整個(gè)系統(tǒng)軟件的主體，包括Delphi開發(fā)的程序和數(shù)據(jù)分析處理程序兩部分。Delphi 程序的任務(wù)是完成通過無線網(wǎng)絡(luò)選擇性控制某個(gè)下位機(jī)的數(shù)據(jù)采集，接收、辨識(shí)和存儲(chǔ)，這一系列動(dòng)作，并通過可視化界面以曲線的方式將某些裝備信息動(dòng)態(tài)的顯示給用戶。數(shù)據(jù)分析處理程序可利用Matlab等專用數(shù)學(xué)分析處理軟件編寫的，任務(wù)是對(duì)前者接收到的采集信息進(jìn)行分析處理。在對(duì)該裝備工作原理進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合模式識(shí)別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分析方法，建立該裝備所有操作工作步驟的數(shù)學(xué)模型，通過對(duì)檢測(cè)到的各種特征量與模型進(jìn)行分析比較，應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類功能, 判斷當(dāng)前工作步驟及狀態(tài)，并將處理結(jié)果通過可視化界面向用戶顯示出來。

3 結(jié)束語

無線嵌入式系統(tǒng)運(yùn)用到工程裝備的故障診斷，使工程裝備故障檢測(cè)實(shí)現(xiàn)智能化和小型化，降低故障診斷系統(tǒng)的外在復(fù)雜程度，從而提高診斷系統(tǒng)的可靠性，通過對(duì)大量檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，結(jié)合工程裝備的信息數(shù)據(jù)庫，能發(fā)現(xiàn)裝備運(yùn)行中潛在的問題和及時(shí)給出維修解決方案，同時(shí)為裝備的自身技術(shù)升級(jí)改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈文斌. 嵌入式硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)例詳解[M].北京: 電子工業(yè)出版社, 2005.

[2] 孫天澤. 嵌入式設(shè)計(jì)及Linux驅(qū)動(dòng)開發(fā)指南[M].北京: 電子工業(yè)出版社, 2005.

[3] Hollabaugh C.嵌入式Linux―硬件、軟件與接口[M].陳雷,譯. 北京, 電子工業(yè)出版社, 2005.

第4篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

[關(guān)鍵詞] 焦化系統(tǒng)設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用

一、前言

焦化公司從1998年生產(chǎn)以來，在焦化機(jī)動(dòng)科設(shè)立了點(diǎn)檢站，負(fù)責(zé)焦化公司所有設(shè)備的設(shè)備點(diǎn)檢管理工作。制定點(diǎn)檢定修管理辦法并詳細(xì)制定了點(diǎn)檢的范圍、點(diǎn)檢職責(zé)的劃分、點(diǎn)檢的程序、故障處理程序、預(yù)知維修、點(diǎn)檢管理職責(zé)及點(diǎn)檢管理的考核制度，組織監(jiān)督各作業(yè)區(qū)的點(diǎn)檢運(yùn)行情況，保證焦化各臺(tái)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

焦化公司在點(diǎn)檢工作中對(duì)重要設(shè)備實(shí)行預(yù)知維修。預(yù)知維修是應(yīng)用故障診斷技術(shù)對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，根據(jù)大量的數(shù)據(jù)科學(xué)的預(yù)言設(shè)備的使用壽命，在最合理的時(shí)間和條件下進(jìn)行檢修，使各項(xiàng)綜合費(fèi)用降到最低。我們已經(jīng)對(duì)主要的設(shè)備進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，獲得了大量的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀況及劣化程度，使合理的安排設(shè)備計(jì)劃?rùn)z修延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，節(jié)約經(jīng)費(fèi)開支，為最大限度地防止設(shè)備過修和欠修提供了科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定高效運(yùn)行做出了貢獻(xiàn)。

二、故障監(jiān)測(cè)及診斷技術(shù)在焦化公司設(shè)備上的應(yīng)用

1.檢測(cè)的步驟

(1)對(duì)每一臺(tái)設(shè)備詳細(xì)地指定出敏感的檢測(cè)部位，找出最能反映設(shè)備工作狀態(tài)的合適位置，作為定期的檢測(cè)點(diǎn)；

(2)對(duì)檢測(cè)的時(shí)間做出規(guī)定（分為正常運(yùn)轉(zhuǎn)、非正常運(yùn)轉(zhuǎn)期）；

(3)根據(jù)儀器的使用要求，正確的采集數(shù)據(jù)；

(4)根據(jù)數(shù)據(jù)繪制劣化趨勢(shì)圖表；

(5)根據(jù)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)及時(shí)分析原因，并提出處理方案；

(6)逐步積累數(shù)據(jù)圖譜，形成分析評(píng)價(jià)設(shè)備狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀在供電設(shè)備及電器控制系統(tǒng)上的應(yīng)用

根據(jù)遠(yuǎn)紅外檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)，將檢測(cè)重點(diǎn)放在供電配電的電器設(shè)備上，如變壓器，高低壓開關(guān)柜接線接點(diǎn)等，并獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。在對(duì)變壓器等電器設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)過程中，均發(fā)現(xiàn)過數(shù)起故障，及時(shí)進(jìn)行了處理，避免了因電器系統(tǒng)接點(diǎn)發(fā)熱而釀成的設(shè)備事故和突發(fā)性的故障停機(jī)，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行，并為正常合理的電器檢修提供了大量可靠的信息和依據(jù)。

3.應(yīng)用診斷技術(shù)對(duì)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷

焦化的吸氣機(jī)和1200m3/h摻混風(fēng)機(jī)是焦化的重要的煤氣輸送設(shè)備，是保證焦化正常生產(chǎn)和外網(wǎng)煤氣用戶正常生產(chǎn)的最關(guān)鍵設(shè)備，這兩臺(tái)風(fēng)機(jī)一旦有故障停機(jī)現(xiàn)象，將會(huì)給焦化和其他煤氣用戶造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，根據(jù)生產(chǎn)的重要性，我們對(duì)這兩種風(fēng)機(jī)進(jìn)行設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，并取得了很好的成績(jī)。

風(fēng)機(jī)在進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行定期檢測(cè)，記錄振動(dòng)數(shù)值，繪制振動(dòng)軌跡圖表，如發(fā)現(xiàn)風(fēng)機(jī)某點(diǎn)的振動(dòng)值超出正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的數(shù)值范圍，便開始劣化跟蹤，縮短監(jiān)測(cè)周期，實(shí)行每班一次或每?jī)蓚€(gè)小時(shí)一次的監(jiān)測(cè)，同時(shí)進(jìn)行分析產(chǎn)生振動(dòng)增值的原因，提出處理方案或做檢修前的準(zhǔn)備和安排倒機(jī)運(yùn)行方案。

例1:2005年10月21日1#風(fēng)機(jī)振動(dòng)值突然出現(xiàn)異常，數(shù)值已為原正常振動(dòng)值的4倍以上。我們立即組織分析原因：首先，改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)口流量及壓力，振動(dòng)數(shù)值未見減少，因此排除了風(fēng)機(jī)在喘振區(qū)工作的可能;恒定進(jìn)口壓力改變進(jìn)口流量，并根據(jù)軸瓦溫升不變判定出軸承運(yùn)行良好。經(jīng)分析后初步判斷：風(fēng)機(jī)是由于轉(zhuǎn)子粘積灰塵造成轉(zhuǎn)子不平衡導(dǎo)致的振動(dòng)增值。2005年10月21日至30日進(jìn)行分析和提出方案同時(shí)進(jìn)行檢修前的準(zhǔn)備。31日開始檢修，在檢修中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡量已經(jīng)達(dá)到220g/cm，（允許不平衡量11.5g/cm）超出允許不平衡量很多，證明經(jīng)監(jiān)測(cè)后判斷正確。檢修時(shí)重新做動(dòng)平衡，風(fēng)機(jī)安裝運(yùn)行后振動(dòng)值達(dá)到正常運(yùn)行數(shù)值范圍，運(yùn)行穩(wěn)定。如表1。

例2:2005年8月5日，2＃風(fēng)機(jī)電機(jī)、偶合器的各測(cè)振點(diǎn)數(shù)值明顯偏高，初步判斷：電機(jī)軸承損壞，電機(jī)與偶合器的同心度不夠。在8月25日檢修中發(fā)現(xiàn)，電機(jī)軸彎曲，軸與定子不同心；電機(jī)軸承損壞。通過更換電機(jī)轉(zhuǎn)子軸、精確找正偶合器與電機(jī)軸的同心度，安裝后風(fēng)機(jī)運(yùn)行振動(dòng)值在正常的范圍內(nèi)。檢修前后的振動(dòng)數(shù)值劣化趨勢(shì)圖如表2。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在焦化公司應(yīng)用后，通過對(duì)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)，可以為風(fēng)機(jī)提供機(jī)械設(shè)備狀態(tài)與所記錄的振動(dòng)數(shù)據(jù)之間的直接相關(guān)性，風(fēng)機(jī)機(jī)械狀態(tài)的任何劣化均可以利用振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)查出來，通過振動(dòng)分析，可以在發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞之前識(shí)辨正在劣化的機(jī)械零件或故障模式，使風(fēng)機(jī)的故障停機(jī)降到了最低。因在發(fā)生故障前為排除機(jī)器的故障，修理件和技術(shù)工人均做好了事前的安排，從而減小了故障嚴(yán)重程度，避免了重大的修理，節(jié)約了使用備件費(fèi)和人工費(fèi)，降低了檢修成本。還可以更合理地安排檢修時(shí)間。

三、結(jié)論

通過分析，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)中的風(fēng)機(jī)不停車檢查其主要作用有:可以掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，建立劣化趨勢(shì)分析和動(dòng)態(tài)管理，變被動(dòng)為主動(dòng);可以對(duì)設(shè)備故障原因、故障機(jī)理進(jìn)行診斷分析，適時(shí)制定對(duì)策，選擇最合理的時(shí)間和最優(yōu)化的檢修方案進(jìn)行檢修;對(duì)檢修后的設(shè)備嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)維修質(zhì)量進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。

通過應(yīng)用故障診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)知維修，逐步實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的設(shè)備管理，提高整體管理水平。監(jiān)測(cè)與設(shè)備故障診斷技術(shù)是保證企業(yè)生產(chǎn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，最大限度發(fā)揮設(shè)備效能的重要手段，對(duì)于像風(fēng)機(jī)這樣的關(guān)鍵設(shè)備，普及設(shè)備監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)，費(fèi)用低，見效快，能解決設(shè)備的常見故障。

參考文獻(xiàn):

[1]范虹:工作振型分析在焦化冷鼓設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用[J].山西科技，2002，3:42～43

[2]穆亞輝朱彩霞:淺談機(jī)床電氣設(shè)備常見故障的排除[J].中國(guó)科技信息，2005，20:9

[3]李民中:狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)在煤礦大型機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2006，3:534～535

第5篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

一、前言

主要的電子設(shè)備維修方式是定期做電力系統(tǒng)檢修，往往只是憑借著運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)制定檢修周期，不能夠準(zhǔn)確的做定期維修，而導(dǎo)致維修不足或過度。維修的不足會(huì)導(dǎo)致設(shè)備達(dá)不到可靠性的要求，很可能會(huì)造成設(shè)備障礙甚至?xí)o國(guó)家電網(wǎng)的安全帶來危險(xiǎn)。過度的維修不僅會(huì)增加維修費(fèi)用，還很有可能會(huì)將本無故障的電器修出了故障。

二、電力系統(tǒng)電氣設(shè)備故障診斷檢修的流程與方法

電力系統(tǒng)電氣設(shè)備故障診斷和檢修流程包括:首先調(diào)查研究檢修前的狀態(tài)，其次對(duì)電路故障點(diǎn)與故障范圍進(jìn)行分析，再次要試驗(yàn)控制電路，最后應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行故障電路檢修和利用電工常用儀表進(jìn)行故障診斷五個(gè)方面。

（一）調(diào)查研究檢修前的狀態(tài)

調(diào)查研究是故障分析和設(shè)備檢修的重要工作，檢修工作的大部成功都可歸功于正確全面的調(diào)查研究。問、看、聽、摸是主要的調(diào)查研究方法。問，對(duì)設(shè)備發(fā)生故障前的異常狀態(tài)、以前的病史、發(fā)生故障前是否錯(cuò)誤操作等進(jìn)行詢問；果果是第一次接觸該設(shè)備，應(yīng)該將對(duì)該設(shè)備的控制關(guān)系，各項(xiàng)操作功能和順序向使用者了解清楚，分析故障的的原因并快速的將故障點(diǎn)找出；看，對(duì)熔絲、熔體、接觸點(diǎn)進(jìn)行查看，如果故障還在出現(xiàn)，看接觸點(diǎn)是否有火花；聽，異常聲音是否存在于運(yùn)行的繼電器、電動(dòng)機(jī)、變壓器等在機(jī)械中；摸，將電源切斷，用手背對(duì)機(jī)殼、線圈進(jìn)行觸摸，判斷是否有過熱的現(xiàn)象。

（二）分析電路確定故障點(diǎn)與故障范圍

復(fù)雜設(shè)備的電路，分析故障時(shí)要根據(jù)電器的原理圖和控制關(guān)系的范圍進(jìn)行確定，找出故障點(diǎn)?？刂齐娐泛椭麟娐穬刹糠质请姎庠O(shè)備總電路的構(gòu)成，主電路的故障直觀、簡(jiǎn)單、容易查找?？刂齐娐肥怯蓮?fù)雜的很多個(gè)環(huán)節(jié)及基本單位組成的。它們根據(jù)設(shè)備功能、控制要求與生產(chǎn)工藝通過組合就像積木塊一樣一起完成任務(wù)。要確定故障口就要在維修時(shí)通過故障現(xiàn)象結(jié)合原理圖和控制關(guān)系。

（三）試驗(yàn)將電路控制

如果在外部沒有找到故障點(diǎn)，可將電源通電進(jìn)行試驗(yàn)，控制電路的動(dòng)作對(duì)故障點(diǎn)逐個(gè)排除。例如操作開關(guān)時(shí)，對(duì)線路中的相應(yīng)電器進(jìn)行檢查，如果有沒反應(yīng)的電器，就查看沒反應(yīng)電器存在的問題。如接觸點(diǎn)的磨損，線圈的損壞等癥狀。其次再將相關(guān)的電路進(jìn)行檢查。這樣的方法一般較適于維修人員熟悉的電氣控制。在試驗(yàn)時(shí)，切記要斷開運(yùn)動(dòng)電器的電源，以免發(fā)生不必要的傷害。

（四）將故障電路應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行檢修

檢修類似或者相同的設(shè)備故障時(shí)可以運(yùn)用平常在檢修時(shí)積累的經(jīng)驗(yàn)。例如起動(dòng)的控制電路發(fā)生故障變成點(diǎn)動(dòng)的不能自鎖，其故障點(diǎn)通常是通電閉合的時(shí)候接觸不良或者是接線處松動(dòng)。萬能銑床X62W型的變速?zèng)_動(dòng)如果失靈。大多的原因在于沖動(dòng)開關(guān)的觸點(diǎn)在閉合的時(shí)候接觸不良，此外開關(guān)松動(dòng)、位置的變化、也是造成失靈的原因之一。檢修時(shí)運(yùn)用積累的經(jīng)驗(yàn)是故障檢修時(shí)提高速度最有效的方法。在平時(shí)，對(duì)電氣故障檢修完畢后，對(duì)發(fā)生的故障現(xiàn)象、出現(xiàn)故障的起因、出現(xiàn)故障時(shí)的處理方案和減少發(fā)生故障的頻率方法進(jìn)行分析并將相關(guān)的記錄做好，并將設(shè)備檢修等相關(guān)工作的提高進(jìn)行總結(jié)，使檢修工作水平更好的得到提高。

（五）進(jìn)行故障診斷時(shí)利用電工常用儀表

維修工作人員通常用電工儀器儀表進(jìn)行測(cè)量并判斷電路的故障。將其運(yùn)用的恰當(dāng)能夠使查找故障點(diǎn)更加迅速。

1.測(cè)量電壓法

如果要對(duì)電器元件中的接點(diǎn)電壓或者故障電路中的線路電壓進(jìn)行測(cè)量，就要將萬用表開關(guān)調(diào)動(dòng)成檔位合適的交流電源，采用分?jǐn)嚯妷簻y(cè)量法或分階電壓測(cè)量方法才可判斷出故障點(diǎn)。

2.測(cè)量電阻法

測(cè)量電路故障的線路電阻或電阻接頭時(shí)，必須先將電源斷開，將萬用表置于適合的電阻檔位，才能夠判斷出故障點(diǎn)。當(dāng)測(cè)試點(diǎn)之間的電阻顯示為無窮大時(shí)，證明接觸點(diǎn)或電路開路；當(dāng)測(cè)試點(diǎn)之間的接線或者接觸點(diǎn)顯示為接觸不良時(shí)，說明電阻增大了許多。

3.短接法

在檢修的時(shí)候，如果有電路帶電的情況，我們就要將懷疑接觸不良或斷路的部位用一根較好的絕緣導(dǎo)線進(jìn)行短接。例如某段電路若斷路，我們?cè)谟媒^緣導(dǎo)線短接到這段時(shí)，電路就會(huì)接通。一般的情況下我們采用的短接法是長(zhǎng)短結(jié)合短接法。這種方法就是一次短接一個(gè)或者短接多個(gè)觸點(diǎn)對(duì)電路進(jìn)行故障檢查。進(jìn)行電阻測(cè)量方法時(shí)，必須要在檢修前停電，這樣的安全性較好。但有的時(shí)候組織測(cè)量的不準(zhǔn)確會(huì)導(dǎo)致判斷的錯(cuò)誤，尤其是在并聯(lián)電路較多時(shí)忘記斷開電阻的情況會(huì)更容易出現(xiàn)。判斷比較準(zhǔn)確、檢修較快的是電壓測(cè)量法，但是這種方法是有一定的危險(xiǎn)性的。使用短接法檢修故障時(shí)可只用絕緣導(dǎo)線和試電筆，不用萬用表就可進(jìn)行，而且短接法的判斷速度相對(duì)較快，但是對(duì)于線圈、電阻和繞組就不可以用這種辦法，因?yàn)檫@是帶電檢修會(huì)有危險(xiǎn)性，應(yīng)該要注意安全?？梢詫⑸厦娴姆椒ㄏ嗷ダ茫@樣就可以使檢修的速度快且檢修結(jié)果準(zhǔn)確。

第6篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

要：介紹了火電廠主要設(shè)備的典型故障以及采用的故障診斷方法，闡述了現(xiàn)有的故障診斷系統(tǒng)和火電廠設(shè)備故障診斷中存在的問題，并指出了故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，提出了研究方向。

大型火電廠主要設(shè)備包括鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)等，完成從熱能到機(jī)械能再到電能的轉(zhuǎn)換過程。設(shè)備與設(shè)備之間的耦合性、系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及設(shè)備在高溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)的特殊工作環(huán)境下，決定了火電廠是一個(gè)高故障率和故障危害性很大的生產(chǎn)場(chǎng)所，這些故障都將造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)后果。因此，通過先進(jìn)的技術(shù)手段，對(duì)設(shè)備狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，來判斷設(shè)備是否存在異常或故障、故障的部位和原因、故障的劣化趨勢(shì)，以確定合理檢修時(shí)機(jī)很有必要。

一、火電廠主要設(shè)備的典型故障及其診斷方法

1.鍋爐的主要故障及診斷方法

(1)主要故障

①過熱器泄漏。過熱器泄漏爆管區(qū)集中在高溫過熱器下彎頭外圈向火側(cè)，主要原因是爐膛高度偏低，使該處出現(xiàn)過熱，此處也有選材裕度不足及焊接質(zhì)量問題。

②省煤器泄漏。主要原因是飛灰磨損造成管壁減薄，特別是在穿墻管、爐墻漏風(fēng)和彎頭處為常見。

③水冷壁泄漏。主要原因是局部過熱和腐蝕，局部過熱是水循環(huán)破壞和管內(nèi)結(jié)垢造成，而火焰偏斜或燃燒區(qū)煙溫過高則使水冷壁高溫腐蝕。

④除塵器故障。主要原因有煙氣流速太快，灰粒的粒度較大，含塵濃度大，排煙溫度低于露點(diǎn)溫度等。

(2)診斷方法

在鍋爐故障診斷中，物理診斷方法有：紅外測(cè)溫技術(shù)，具體應(yīng)用范圍有鍋爐火焰和燃燒狀態(tài)進(jìn)行辨別與控制、熱力設(shè)備疲勞損傷、熱力設(shè)備熱機(jī)械學(xué)特征規(guī)律、熱力系統(tǒng)漏熱及保溫進(jìn)行診斷與評(píng)價(jià)、鍋爐熱污染控制等；超聲波診斷方法，它可用來監(jiān)視爐膛上部區(qū)域的煙氣溫度，決定何時(shí)進(jìn)行吹灰操作，保持鍋爐良好的運(yùn)行性能，監(jiān)視爐膛各個(gè)燃燒器區(qū)域附近煙氣溫度，有助于識(shí)別和清除燃燒器故障導(dǎo)致的燃燒工況異常，同時(shí)可對(duì)污染物生成有重要影響的溫度的優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)清潔燃燒；無損傷檢測(cè)技術(shù)是指對(duì)材料、部件進(jìn)行的非破壞檢測(cè)，以期發(fā)現(xiàn)表面和內(nèi)部缺陷的一項(xiàng)技術(shù)。數(shù)學(xué)診斷方法有故障樹診斷法、模糊診斷方法等。在診斷系統(tǒng)方面，主要有清華大學(xué)研究開發(fā)的大型電站鍋爐遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，華中科技大學(xué)研究開發(fā)的循環(huán)流化床鍋爐在線監(jiān)測(cè)與狀態(tài)診斷專家系統(tǒng)等。

2.汽輪機(jī)組的主要故障及診斷方法

(1)汽輪機(jī)的主要故障

①不平衡。主要是由于轉(zhuǎn)子存在加工誤差和永久彎曲、葉片脫落、聯(lián)軸器漂偏、接長(zhǎng)軸制造不良、受熱不均勻或材質(zhì)缺陷而引起的熱撓曲等造成的。

②不對(duì)中。主要原因是滑銷系統(tǒng)卡澀，汽缸溫差超限，機(jī)組升速太快，真空下降過大，基礎(chǔ)不均勻下沉等，使機(jī)組膨脹不暢和軸承座膨脹不均勻，以及聯(lián)軸器偏心等。

③轉(zhuǎn)子碰摩。主要原因有汽封間隙設(shè)計(jì)和調(diào)整不當(dāng)，汽缸膨脹不暢，汽缸熱變形過大，機(jī)組振動(dòng)過大和軸向位移增大等。

④葉片脫落。主要是由于設(shè)計(jì)的強(qiáng)度不足，蒸汽參數(shù)波動(dòng)較大，機(jī)組在電網(wǎng)周波變化較大和低負(fù)荷下長(zhǎng)期運(yùn)行，以及機(jī)組在小于額定轉(zhuǎn)速以下某轉(zhuǎn)速停留時(shí)間過長(zhǎng)等。

⑤蒸汽激振。主要原因是由于高中壓轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速較低，并且高中壓轉(zhuǎn)子熱態(tài)下?lián)隙茸兓^大，軸承標(biāo)高變化較大，接長(zhǎng)軸的加工和安裝質(zhì)量不良，聯(lián)軸器中心徑向或軸向誤差太大，軸系平衡和對(duì)中狀態(tài)惡化等，使高中壓轉(zhuǎn)子失穩(wěn)。

(2)發(fā)電機(jī)的主要故障

①油膜振蕩。主要是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速過低，并且三軸楔瓦穩(wěn)定性差，在載荷減輕時(shí)，其失穩(wěn)轉(zhuǎn)速過低。

②定子線圈絕緣故障。主要是由于磨損、老化、污染及腐蝕等原因使絕緣失效，造成局部放電和溫度升高，以及由于綁扎不緊、冷卻水泄漏、疲勞磨損等原因使絕緣層損壞，造成線棒位移和匝間短路。

③定子線圈過熱。主要是由于制造或安裝過程中某些缺陷使匝間短路，造成局部過熱。

④轉(zhuǎn)子繞組故障。包括接地、匝間短路和斷線故障。接地和匝間短路障礙主要是由于絕緣降低和損壞引起的，接頭開焊和熱變形會(huì)引起斷線。

⑤冷卻水系統(tǒng)故障。主要是由于冷卻水泄漏、管道異物堵塞、誤動(dòng)作等使冷卻水流量降低和中斷，以及由于材料和安裝缺陷引起定子漏水。

(3)診斷方法

在汽輪機(jī)組故障診斷中，振動(dòng)法是應(yīng)用最普遍也比較成熟的一種方法。應(yīng)用熱力學(xué)分析診斷汽輪機(jī)組性能故障也是一個(gè)重要手段，另外還有油液分析、聲發(fā)射法、無損檢測(cè)技術(shù)等。聲發(fā)射法主要用于動(dòng)靜碰磨故障檢測(cè)、泄漏檢測(cè)等。日立公司在350MW汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子上設(shè)置試片，在兩端軸承的軸瓦處進(jìn)行聲發(fā)射和記錄，診斷轉(zhuǎn)子的碰磨。在汽輪機(jī)組壽命診斷中，無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用相當(dāng)重要，目前用到的非破壞性評(píng)價(jià)法主要包括硬度測(cè)定法、電氣抵抗法、超聲波法、組織對(duì)比法、結(jié)晶粒變形法、顯微鏡觀察測(cè)定法和X射線分析法等。

現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研制開發(fā)出了幾十種用于汽輪機(jī)組的故障診斷系統(tǒng)。國(guó)外主要有美國(guó)Radial公司開發(fā)的汽輪發(fā)電機(jī)組振動(dòng)診斷用專家系統(tǒng)，西屋公司的汽輪發(fā)電機(jī)組故障診斷系統(tǒng)，Bendy公司的旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)主要有上海大學(xué)研制的熱力參數(shù)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)TPD，該系統(tǒng)可以提高汽輪機(jī)組的運(yùn)行可靠性，同時(shí)能夠優(yōu)化運(yùn)行方案、提高運(yùn)行效率、延長(zhǎng)運(yùn)行壽命。由清華大學(xué)、華中理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱電工儀表所等院所聯(lián)合研制200MM、300MW汽輪發(fā)電機(jī)組工況監(jiān)測(cè)與故障診斷專家系統(tǒng)，可全面監(jiān)測(cè)診斷機(jī)械振動(dòng)故障、氣隙振動(dòng)故障、熱因素引起的故障、機(jī)電耦合軸系扭振故障以及調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)故障。

3.變壓器的主要故障及診斷方法

(1)主要故障

①線圈匝間短路。主要原因是絕緣老化或散熱不良或長(zhǎng)期過負(fù)荷，由于短路電動(dòng)力損傷匝間絕緣，繞組的材料或工藝方面的缺陷，進(jìn)水受潮，大氣或操作過電壓的襲擊。

②繞組斷線。主要原因有短路電動(dòng)力使線圈斷線，焊接不良，匝間短路。

③繞組對(duì)地?fù)舸Ｖ饕蛴兄鹘^緣的老化，絕緣油受潮，繞組內(nèi)有雜質(zhì)進(jìn)入，過電壓短路時(shí)線圈變形損壞，因冷卻系統(tǒng)故障、冷卻油道堵塞、保護(hù)失靈從而產(chǎn)生整體或局部過熱以致絕緣損壞。

④繞組相間短路。主要原因與對(duì)地?fù)舸┫嗨?，也可能是引線間或套管間短路，油面過低。

⑤鐵芯片局部短路或局部融毀。主要原因是鐵芯或扼鐵的螺桿絕緣損壞，故障處有金屬片使鐵芯片短路，片間絕緣損壞嚴(yán)重，接地方法不正確構(gòu)成電流環(huán)路。

⑥分接開關(guān)接觸不良，觸頭表面熔化。主要原因是結(jié)構(gòu)裝配上存在缺陷，切換分接頭后，接觸不可靠，動(dòng)觸頭彈簧壓力不夠，有載調(diào)壓裝置安裝調(diào)整不當(dāng)。

⑦套管對(duì)地閃絡(luò)或爆炸。主要原因是表面積灰，臟污，裂紋，密封不嚴(yán)，呼吸器配置不當(dāng)。

⑧負(fù)荷正常油溫升高。主要原因是繞組匝間短路，損耗增加，大電流連接處接觸不良，油位過低，冷卻效果差。

(2)診斷方法

在變壓器故障診斷中，常用的方法有振動(dòng)分析法、油中氣體分析法、局部放電法、恢復(fù)電壓法、頻率響應(yīng)分析法以及紅外診斷技術(shù)等。目前應(yīng)用較多的主要是紅外診斷技術(shù)。在診斷系統(tǒng)方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者和研究單位在這方面進(jìn)行了大量的工作，已經(jīng)研制出了具有故障檢測(cè)和初步診斷功能的專家系統(tǒng)，如河南電力試驗(yàn)研究所開發(fā)研究的電力變壓器故障診斷微機(jī)專家系統(tǒng)。此外，國(guó)內(nèi)有許多著名高校正在從事這方面的研究，取得了巨大的理論成果。

二、目前火電廠設(shè)備故障診斷存在的問題

目前雖然有許多診斷方法和診斷系統(tǒng)應(yīng)用于火電廠設(shè)備的故障診斷，并取得了很好的應(yīng)用效果，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)也存在著不少的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.檢測(cè)手段

故障診斷的推理機(jī)制已經(jīng)達(dá)到很高的水平，但征兆的獲取成為了一個(gè)瓶頸，即最大的問題是檢測(cè)手段不能滿足診斷的需要，不能真實(shí)地反應(yīng)故障的特征。

2.復(fù)雜的故障機(jī)理

對(duì)故障機(jī)理的了解是準(zhǔn)確診斷故障的前提。目前，對(duì)電廠某些設(shè)備的復(fù)雜故障，很難從理論上給出解釋，對(duì)其機(jī)理的了解并不深刻。

3.人工智能應(yīng)用

專家系統(tǒng)作為人工智能在電廠主要設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用已獲得成功，但仍有一些關(guān)鍵的人工智能應(yīng)用問題需要解決，主要有知識(shí)的表達(dá)與獲取、自學(xué)習(xí)、智能辨識(shí)、信息融合等。

4.診斷方法的單一性

當(dāng)前火電廠設(shè)備的故障診斷系統(tǒng)所用的診斷方法有模糊邏輯法、故障樹分析法、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。但是單一的診斷方法往往難以達(dá)到期望的診斷效果。

5.故障定位

目前的故障診斷系統(tǒng)常常只是進(jìn)行到故障類型識(shí)別這一部分，不能確定故障的具置，且對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)的功能研究不夠。

三、火電廠設(shè)備故障診斷的發(fā)展

1.故障診斷系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

(1)分層分布式結(jié)構(gòu)的故障診斷系統(tǒng)

火電機(jī)組的各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能是分布式和多層次的，這種結(jié)構(gòu)上的層次關(guān)系，要求其診斷系統(tǒng)是分布式和多層次的，由全局診斷系統(tǒng)和子診斷系統(tǒng)組成。全局診斷系統(tǒng)負(fù)責(zé)診斷任務(wù)的管理，包括將總體任務(wù)分解成子任務(wù)和向各子診斷系統(tǒng)分配任務(wù)，這些任務(wù)往往是相互耦合的。診斷子系統(tǒng)完成以后，通過對(duì)各子診斷系統(tǒng)結(jié)論的綜合，給出最終結(jié)論。分布式故障診斷專家系統(tǒng)具有推理效率高，診斷速度快，系統(tǒng)可靠，適時(shí)性好的特點(diǎn)。 (2)集成式故障診斷系統(tǒng)

由于當(dāng)前的診斷系統(tǒng)在推理方法上的單一性，在求解復(fù)雜系統(tǒng)的診斷問題時(shí)受到很大的限制。未來的火電機(jī)組故障診斷系統(tǒng)，將根據(jù)不同子系統(tǒng)的特點(diǎn)采用不同的推理模型，甚至采用幾種不同推理模型進(jìn)行混合推理，各種推進(jìn)模型的優(yōu)勢(shì)將得到充分發(fā)揮，從而提高推理速度和準(zhǔn)確性。

(3)構(gòu)造大型監(jiān)測(cè)診斷中心

在同一電網(wǎng)中，有許多同類型的火電機(jī)組在同時(shí)運(yùn)行。構(gòu)造大型監(jiān)測(cè)診斷中心所帶來的好處是非常明顯的：①便于集中保存機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)和機(jī)組健康狀況的資料；②便于多臺(tái)機(jī)組之間、多個(gè)電廠之間共享已有的知識(shí)，便于知識(shí)庫的完善化；③有利于機(jī)組的負(fù)荷調(diào)度。

(4）自主閉環(huán)診斷系統(tǒng)

全自主、閉環(huán)故障診斷系統(tǒng)能夠在人員不參與的情況下完成持續(xù)的故障診斷，形成決策，再由診斷系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的控制命令，對(duì)機(jī)組施加適當(dāng)?shù)目刂?。要?shí)現(xiàn)自主閉環(huán)診斷，必須要有成熟和先進(jìn)的診斷技術(shù)。診斷系統(tǒng)的知識(shí)庫必須完備，診斷系統(tǒng)應(yīng)有學(xué)習(xí)機(jī)制，能診斷不可預(yù)知的故障。

(5)基于Internet的遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得基于Internet的遠(yuǎn)程應(yīng)用系統(tǒng)成為可能。將故障診斷系統(tǒng)與Internet相結(jié)合不但能夠獲取大量的故障案例與診斷經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)能夠共享診斷資源，實(shí)現(xiàn)專家異地會(huì)診，提高故障診斷水平。

參考文獻(xiàn)

1 阮躍，黃雅萍．大型電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷專家系統(tǒng)的研究．電站系統(tǒng)工程，1997(5)

2 李錄平，韓西京等．火電機(jī)組故障診斷技術(shù)的現(xiàn)狀與展望．電力情報(bào)，1997(3)

3 劉峻華，黃樹紅等．汽輪機(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展與展望.汽輪機(jī)技術(shù)，2000(2)

4 陳維榮，宋永華等．電力系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的概念及現(xiàn)狀．電網(wǎng)技術(shù)，2000(11)

5 徐敏等主編．設(shè)備故障診斷手冊(cè)．西安交通大學(xué)出版社，1998

第7篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：KJ707煤礦電氣設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；故障診斷；設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

0前言

煤礦電氣設(shè)備作為煤礦開采中必不可少的裝備，是確保井下作業(yè)順利進(jìn)行、提高煤礦開采效率的基礎(chǔ)保障。但是，由于井下環(huán)境復(fù)雜，煤礦電氣設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，工作性能會(huì)因?yàn)榉蹓m、潮氣等多種因素的影響而下降，很容易引發(fā)設(shè)備故障。不僅影響井下正常作業(yè)，還會(huì)威脅井下人員的生命健康。實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦電氣設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決故障問題，是當(dāng)前煤礦生產(chǎn)作業(yè)中必須重視的問題，而網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，為該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)保障，并且已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

1煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷的概念和作用

（1）煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷的概念

煤礦電氣設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及診斷技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性、系統(tǒng)性及復(fù)雜性，涵蓋了計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，是當(dāng)前對(duì)煤礦電氣設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的最為先進(jìn)、可靠的手段。通過將各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)與煤礦電氣設(shè)備相結(jié)合，構(gòu)建信息化、自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時(shí)獲取煤礦電氣設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)態(tài)信息，并以此作為依據(jù)，對(duì)設(shè)備工作性能進(jìn)行評(píng)判，能夠準(zhǔn)確識(shí)別故障隱患，評(píng)估故障可能造成的影響。同時(shí)，根據(jù)設(shè)備正常工作狀態(tài)下的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，結(jié)合系統(tǒng)反饋得到設(shè)備運(yùn)行信息，科學(xué)預(yù)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性及持續(xù)性，將可能出現(xiàn)的故障問題加以排除，保證煤礦電氣設(shè)備工作性能的良好性及可靠性。

（2）煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷的重要作用

利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)，可以在設(shè)備正常運(yùn)行、開采作業(yè)正常狀態(tài)下，通過在線技術(shù)得到較為準(zhǔn)確的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)及運(yùn)行參數(shù)。然后將所得信息傳輸至狀態(tài)專家系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析，便可以根據(jù)當(dāng)前設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的故障隱患、故障類型及具體影響，為制定設(shè)備檢修方案提供指導(dǎo)性意見，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的早發(fā)現(xiàn)、早處理、早預(yù)防。通過利用狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷技術(shù)，既不會(huì)降低煤礦開采效率，又可以提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，對(duì)促進(jìn)我國(guó)煤礦開采事業(yè)的發(fā)展具有重要作用。

2煤礦電氣設(shè)備故障診斷常用方法

煤礦電氣設(shè)備故障進(jìn)行診斷，可分為多種類型，使用比較廣泛的煤礦電氣設(shè)備故障診斷方法包括溫度檢測(cè)方法、振動(dòng)檢測(cè)方法以及鐵譜檢測(cè)方法。

（1）溫度檢測(cè)方法

煤礦電氣設(shè)備在出現(xiàn)運(yùn)行故障問題時(shí)，往往表現(xiàn)為溫度升高，因此可以將設(shè)備溫度作為故障診斷標(biāo)準(zhǔn)，判斷設(shè)備是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以根據(jù)其溫度變化情況，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)自動(dòng)繪制成數(shù)據(jù)圖*陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)目資助（16JK1395）表，結(jié)合數(shù)據(jù)圖表中的曲線關(guān)系，更加清楚地了解到在不同時(shí)間點(diǎn)設(shè)備溫度值的高低，以此作為依據(jù)，對(duì)設(shè)備溫度未來趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷可能出現(xiàn)的最高溫度。同時(shí)還可以利用熱成像技術(shù)，了解設(shè)備內(nèi)部熱能分布情況，溫度最高的位置往往是故障的引發(fā)點(diǎn)，進(jìn)而可以對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。結(jié)合設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)及正常運(yùn)行要求，迅速制定科學(xué)、有效的處理措施，在第一時(shí)間將設(shè)備故障加以排除。

（2）振動(dòng)檢測(cè)方法

振動(dòng)檢測(cè)是煤礦電氣設(shè)備常用的一種狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷方法，操作簡(jiǎn)單，通過檢測(cè)工具迅速完成對(duì)各種類型故障的診斷。振動(dòng)檢測(cè)使用的工具主要有精密診斷系統(tǒng)和簡(jiǎn)易診斷儀2種，相比于簡(jiǎn)易診斷儀，精密診斷系統(tǒng)得到的結(jié)果更加準(zhǔn)確，應(yīng)用更加廣泛。精密診斷儀的工作原理是利用檢波器將設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)準(zhǔn)確呈現(xiàn)出來，根據(jù)振動(dòng)信號(hào)表現(xiàn)是否異常，來判斷設(shè)備是否存在故障隱患。簡(jiǎn)易診斷儀的工作原理是將設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)放大，并在檢波器上顯示振動(dòng)數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的診斷。

（3）鐵譜檢測(cè)方法

鐵譜檢測(cè)法是一種新型的煤礦電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)，所用檢測(cè)儀器主要有旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀、顆粒定量?jī)x等幾種。煤礦電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中，油中的鐵屑和油會(huì)在磁場(chǎng)作用分離開，根據(jù)鐵屑大小可以判斷故障程度，鐵屑成分可以判斷發(fā)生故障的具置，進(jìn)而完成設(shè)備故障診斷，并制定針對(duì)性的處理維護(hù)措施。采用鐵譜檢測(cè)法可以迅速完成對(duì)煤礦電氣設(shè)備故障的診斷及處理，可以有效減少因設(shè)備停運(yùn)所造成的損失。

3煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及故障診斷中的有效應(yīng)用，需要明確所用到的關(guān)鍵技術(shù)，為信息化診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

（1）煤礦電氣設(shè)備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)

在對(duì)煤礦電氣設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行在線監(jiān)控時(shí)，為了能夠及時(shí)反饋監(jiān)控信息，需要硬件設(shè)備和軟件技術(shù)的相互配合，并結(jié)合通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的及時(shí)傳輸，為故障診斷及決策制定提供支持。同時(shí)，還需要建立數(shù)據(jù)資源庫，完成監(jiān)控信息及診斷信息的存儲(chǔ)及管理，為設(shè)備故障處理提供有效參考和依據(jù)。另外，還需要在系統(tǒng)中融入設(shè)備運(yùn)行所涉及到的物理、化學(xué)等知識(shí)，為設(shè)備故障處理提供理論依據(jù)。通過對(duì)煤礦電氣設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，可以判斷設(shè)備是否出現(xiàn)異常運(yùn)行現(xiàn)象，當(dāng)存在異常現(xiàn)象時(shí)，準(zhǔn)確識(shí)別故障類型、故障位置及影響程度，當(dāng)沒有異?，F(xiàn)象時(shí)，則對(duì)其未來運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。

（2）煤礦電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)

煤礦電氣設(shè)備故障診斷方法主要有溫度檢測(cè)方法、振動(dòng)檢測(cè)方法以及鐵譜檢測(cè)方法等幾種，每一種技術(shù)的診斷原理都不同，但是每一種診斷方法都分為故障預(yù)報(bào)和故障診斷。在實(shí)際診斷過程中，利用監(jiān)控系統(tǒng)所得的設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)及數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備工作性能做出準(zhǔn)確評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的故障隱患，通過報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)報(bào)，及時(shí)采取針對(duì)性的預(yù)防措施，排除故障隱患，確保設(shè)備處于連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。如果設(shè)備出現(xiàn)故障，則需要及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修或者更換，確保設(shè)備工作性能的良好，避免設(shè)備出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)現(xiàn)象為煤礦開采作業(yè)的順利開展提供保障。

（3）煤礦電氣設(shè)備故障診斷數(shù)據(jù)庫及報(bào)警系統(tǒng)

在對(duì)煤礦電氣設(shè)備運(yùn)行故障進(jìn)行檢測(cè)診斷時(shí)，需要以大量設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析數(shù)據(jù)與設(shè)備運(yùn)行參數(shù)之間的邏輯關(guān)系，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的準(zhǔn)確診斷。所以，需要運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷、信息與控制和統(tǒng)計(jì)與分析等基本理論知識(shí)，結(jié)合軟件系統(tǒng)及硬件設(shè)備，建立數(shù)據(jù)庫對(duì)監(jiān)控所得的設(shè)備運(yùn)行信息進(jìn)行存儲(chǔ)，不僅可以為故障診斷提供準(zhǔn)確信息，還可以生成診斷日志，為其他設(shè)備故障診斷提供參考和借鑒，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建設(shè)備故障報(bào)警系統(tǒng)，在設(shè)備出現(xiàn)故障隱患時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，將所采集到故障類型、位置、程度等各項(xiàng)信息，反饋至系統(tǒng)控制中心，結(jié)合專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)科學(xué)和可行的維修方案。

4KJ707煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)分析

煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)具有重要的作用。以KJ707煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)故故障診斷系統(tǒng)為例，對(duì)其網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)論述與研究。

（1）系統(tǒng)運(yùn)行流程分析

KJ707煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)，與大多數(shù)電氣設(shè)備在線監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)相同，包括信號(hào)采集、信號(hào)分析處理、故障診斷及決策評(píng)估4部分。故障信號(hào)采集是利用傳感器獲取煤礦電氣設(shè)備的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，包括振動(dòng)、溫度、壓力等，并對(duì)所得信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換處理，為設(shè)備故障診斷提供可靠依據(jù)。根據(jù)所采集信號(hào)類型，將其分為不同種類，提取數(shù)據(jù)特征值，包括設(shè)備的振動(dòng)情況及溫度變化等特征，對(duì)數(shù)據(jù)特征值進(jìn)行分析、處理。利用所得數(shù)據(jù)特征值，結(jié)合設(shè)備故障與其運(yùn)行參數(shù)之間的邏輯關(guān)系，判斷設(shè)備是否存在故障問題，并確定故障類型、位置、程度等，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的準(zhǔn)確診斷。根據(jù)故障診斷結(jié)果，結(jié)合設(shè)備實(shí)際使用情況以及井下環(huán)境等多方面信息，對(duì)故障變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，判斷是否需要停運(yùn)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，制定科學(xué)的故障處理決策。

（2）系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

KJ707煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)是由設(shè)備層、控制層及管理層3個(gè)層級(jí)組成的，如圖3所示。根據(jù)礦山規(guī)模及煤礦電氣設(shè)備監(jiān)控需求，將整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)分為多個(gè)監(jiān)控管理點(diǎn)，采用CNA總線法，使監(jiān)控管理點(diǎn)中的所有監(jiān)控單元連接形成一個(gè)整體，確保監(jiān)控信息傳輸?shù)募皶r(shí)性。在通過網(wǎng)絡(luò)將所有監(jiān)控單元采集到的監(jiān)控信息，傳輸?shù)娇刂浦行钠脚_(tái)，將所有設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)及參數(shù)呈現(xiàn)在控制中心的顯示屏上，并使用中樞遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)對(duì)所有信息進(jìn)行分析和處理。信號(hào)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單，具有較強(qiáng)的分布性，在查看數(shù)據(jù)時(shí)不受空間和時(shí)間的限制，只需要通過Web網(wǎng)絡(luò)便可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程查看，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，保證設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的時(shí)效性。KJ707煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)的主要組成包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、監(jiān)控服務(wù)器、故障診斷系統(tǒng)等部分。該系統(tǒng)在對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行診斷時(shí)，所用診斷依據(jù)主要是設(shè)備振動(dòng)情況及設(shè)備溫度變化，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括振動(dòng)檢測(cè)裝置和溫度檢測(cè)裝置2部分。系統(tǒng)在得到設(shè)備振動(dòng)信息后，對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換處理，然后采用時(shí)頻域、包絡(luò)譜等方法對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析，將分析結(jié)果與采集到的溫度信息一起傳輸?shù)江h(huán)網(wǎng)交換機(jī)。通過網(wǎng)絡(luò)將采集到的設(shè)備振動(dòng)信息、溫度信息傳輸?shù)焦收显\斷數(shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并通過電子顯示屏將信息顯示出來，相關(guān)人員可以通過操作控制平臺(tái)查看各項(xiàng)數(shù)據(jù)，了解設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦電氣設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及故障診斷。當(dāng)無法有效解決設(shè)備故障問題時(shí)，可以利用網(wǎng)絡(luò)向?qū)＜仪笾?，?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程專家診斷，解決設(shè)備故障，有效減少因故障所造成的損失。

（3）系統(tǒng)硬件組成

該系統(tǒng)中所用硬件設(shè)備主要由YHZ20振動(dòng)檢測(cè)裝置、KGS20振動(dòng)加速度傳感器、GWP160B溫度傳感器、GDW85溫度變送器、KJJ65A本安交換機(jī)、KJ763—F數(shù)據(jù)采集分站、KDW19A礦用隔爆兼本安型不間斷電源箱、KDW70隔爆兼本安不間斷多路電源，以及電源電纜、信號(hào)線纜、接線盒等。其中振動(dòng)檢測(cè)裝置、振動(dòng)加速度傳感器和數(shù)據(jù)采集分站是主要硬件設(shè)備，振動(dòng)檢測(cè)裝置，將采集的振動(dòng)最大值、振動(dòng)頻率等信息分析，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。同時(shí)，根據(jù)ISO2372國(guó)家振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，在振動(dòng)檢測(cè)裝置中融合了振動(dòng)烈度信息，可以根據(jù)設(shè)備振動(dòng)加速度做出故障報(bào)警。利用數(shù)據(jù)采集分站完成對(duì)設(shè)備振動(dòng)、溫度、電壓等各項(xiàng)信息的采集、監(jiān)測(cè)、傳輸及顯示等，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及故障診斷。

（4）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在對(duì)KJ707煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)軟件進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，是以O(shè)PC技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建系統(tǒng)控制平臺(tái)，包括服務(wù)器、組、項(xiàng)3部分，將各個(gè)子系統(tǒng)接入到IFIX集控中心平臺(tái)。利用組態(tài)王形成操作界面的，將采集到設(shè)備運(yùn)行信息轉(zhuǎn)化成HTML文件，并根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷功能，進(jìn)行Web應(yīng)用設(shè)置，通過網(wǎng)絡(luò)獲取設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)信息。以設(shè)備正常工作時(shí)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，設(shè)置運(yùn)行參數(shù)警報(bào)值，當(dāng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行參數(shù)超過設(shè)定值時(shí)，及時(shí)發(fā)出故障預(yù)警。根據(jù)信號(hào)特征值，綜合故障專家知識(shí)庫對(duì)故障類型、位置、程度進(jìn)行判斷，生成設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)及故障診斷日志。在對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查詢、分析及處理時(shí)，所用數(shù)據(jù)庫為SQL數(shù)據(jù)庫，并使用軟件對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。通過系統(tǒng)軟件，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖示、實(shí)時(shí)顯示、報(bào)表查詢、報(bào)警查詢、趨勢(shì)分析、診斷分析等功能。采用圖表等形式將使設(shè)備運(yùn)行信息更加直觀，為故障診斷提供可靠依據(jù)。

（5）設(shè)備安裝及系統(tǒng)測(cè)試

在完成KJ707煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控及故障診斷需求，選擇合適的監(jiān)控位置設(shè)置監(jiān)控裝置，保證采集信號(hào)的精準(zhǔn)性和全面性，并對(duì)監(jiān)控裝置進(jìn)行安全防護(hù)處理。然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，得到煤礦電氣設(shè)備的振動(dòng)、溫度、電壓等各參數(shù)。

5結(jié)語

結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)建煤礦電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)及故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患采取有效處理措施及預(yù)防措施，對(duì)保證煤礦電氣設(shè)備的正常、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，為煤炭開采作業(yè)的順利、高效進(jìn)行提供了基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)：

［1］方超穎,樊新鴻.煤炭企業(yè)電氣設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷［J］.煤炭技術(shù),2012,31(8):36-37.

［2］李國(guó)輝.煤礦機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷［J］.價(jià)值工程,2012,31(15):39-39.

［3］孫玉潔.煤礦工作環(huán)境下的信息系統(tǒng)常見網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù)［J］.煤炭技術(shù)，2013，32（6）：132-134.

［4］郭潤(rùn)祥,劉江明,李洋.基于故障檢測(cè)技術(shù)構(gòu)建煤礦設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷庫［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2012，(11):145-147.

［5］于中偉.煤礦機(jī)電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷［J］.能源與節(jié)能,2016(5):54-55.

［6］王馨樂.煤礦設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展探析［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2016（Z3）：152-154＋163.

第8篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī);故障診斷;研究展望;人工智能

引言

作為一種典型的成套式大型機(jī)械動(dòng)力設(shè)備，燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展不斷融合多種新工藝、新科技、新材料于一體，該設(shè)備擁有先進(jìn)且復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其故障率及對(duì)維修水平的要求不斷提高。然而，由于燃?xì)廨啓C(jī)具有熱效率高、工作平穩(wěn)、啟動(dòng)較快等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在航空航天、能源電力等高端領(lǐng)域。該設(shè)備一旦發(fā)生故障，便會(huì)帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。所以，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的故障診斷技術(shù)進(jìn)行研究進(jìn)而保障燃?xì)廨啓C(jī)能夠處于正常穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)意義重大。故障診斷技術(shù)是通過利用有效的分析方法對(duì)采集現(xiàn)場(chǎng)重要的狀態(tài)數(shù)據(jù)、歷史信息進(jìn)行分析處理，從而對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)的一項(xiàng)識(shí)別技術(shù)。對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以在很大程度上減少維修成本，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠度。

1.故障診斷技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r

1.1國(guó)外研究探索

從上個(gè)世紀(jì)六十年代開始，伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器工藝的快速發(fā)展，故障診斷技術(shù)逐步作為一門重要的學(xué)科和研究領(lǐng)域而發(fā)展起來。在燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷方面，美國(guó)是首先進(jìn)行故障診斷技術(shù)研究與探索的國(guó)家，其相關(guān)技術(shù)較為先進(jìn)且發(fā)展水平在多個(gè)方面均處在世界的領(lǐng)先地位，對(duì)航空及艦船的燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷擁有自身的理論優(yōu)勢(shì)與先進(jìn)的技術(shù)支撐。在理論的相關(guān)研究中，美國(guó)首次將應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)濾波相結(jié)合有效的增強(qiáng)來源于運(yùn)行設(shè)備本體的信息及數(shù)據(jù)的可靠性，還利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并分析燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)設(shè)備的性能變化作出及時(shí)的診斷。經(jīng)過不斷的探索，最終建立合理的故障診斷理論體系與可靠的專家診斷系統(tǒng)，就燃?xì)廨啓C(jī)的不同故障提出相應(yīng)的維護(hù)建議。此后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成功采集到RR公司生產(chǎn)制造的RB211型燃?xì)廨啓C(jī)的本體信息，并將多層傳感器、徑向基函數(shù)和回歸神經(jīng)網(wǎng)等應(yīng)用到故障診斷中，對(duì)徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠且適合用來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)、傳感器故障診斷與監(jiān)測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)獲取參數(shù)困難下的安全預(yù)測(cè)等作出了闡述。此外，非常多的文獻(xiàn)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的故障診斷方面的知識(shí)和方法進(jìn)行了說明。還有不少資料對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)的旋轉(zhuǎn)式設(shè)備進(jìn)行故障診斷，大都采取不同類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并利用小波分析技術(shù)對(duì)振動(dòng)類型的信號(hào)進(jìn)行處理，均得到良好的應(yīng)用效果。

1.2國(guó)內(nèi)研究探索

隨著燃?xì)廨啓C(jī)在國(guó)內(nèi)軍事設(shè)備及民用機(jī)械的應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，我國(guó)逐步進(jìn)入對(duì)其故障診斷技術(shù)的探索。不過與其它國(guó)家相比，因相關(guān)研究起步晚、規(guī)模不大并且缺少實(shí)用的診斷系統(tǒng)等限制，當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r相對(duì)落后。但因?yàn)樵S多新的理論和方法不斷應(yīng)用到燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷，該方面的探索取得了不錯(cuò)的科研成果。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能技術(shù)的逐步發(fā)展使其故障診斷水平發(fā)展到智能化的水平。王永泓等在燃?xì)廨啓C(jī)的專家診斷系統(tǒng)中引入模糊Petri網(wǎng)知識(shí)表示系統(tǒng)取得不錯(cuò)的效果，并采用綜合利用算法、模型診斷等結(jié)合而成的混合型人工智能故障診斷方法。翁史烈等人在“基于熱力參數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)智能故障診斷”中建議采用故障和征兆兩者間的定量求解途徑，并以此為基礎(chǔ)探索了模糊邏輯與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷技術(shù)。卜凱旗等人研發(fā)出完整的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，利用分析得到的振動(dòng)數(shù)據(jù)以提前預(yù)測(cè)機(jī)組工作過程中產(chǎn)生的異常狀況，然后利用專家故障診斷系統(tǒng)給出合理建議以供技術(shù)工作者參考。通過使用驗(yàn)證，該系統(tǒng)有效的保障了生產(chǎn)安全，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

2.智能故障診斷技術(shù)

由于燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的大型化及復(fù)雜化，設(shè)備會(huì)產(chǎn)生多種故障同發(fā)以及不同故障間的相互作用、聯(lián)系分析困難的狀況。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用，成功的使燃?xì)廨啓C(jī)的故障診斷技術(shù)提升到智能化新高度，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)式故障診斷技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中存在的缺陷，很好地處理了復(fù)雜系統(tǒng)故障診斷過程中出現(xiàn)的問題。

最初的專家診斷系統(tǒng)均采用基于規(guī)則的診斷方法，該方法采用直接及啟發(fā)式知識(shí)表示，診斷速度較快，且容易實(shí)現(xiàn)編程和系統(tǒng)開發(fā)，具有直觀方便的優(yōu)點(diǎn)。不過由于知識(shí)庫中的故障類型較少，面對(duì)新的故障問題時(shí)就顯得無從下手，極易導(dǎo)致診斷失誤或者失敗;基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷主要是建立故障源和征兆間的映射，具有高度的容錯(cuò)機(jī)制及非線性等優(yōu)點(diǎn)。不過由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷方法對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的潛在關(guān)系不能進(jìn)行準(zhǔn)確的揭示，因而增加了該方法出現(xiàn)誤診的概率;混合型智能診斷方法可以依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)組性能參數(shù)的不同以及采集存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)信息按照一定的選用規(guī)則選取合理的診斷方法，具有良好的綜合性能。

3.結(jié)束語

燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷技術(shù)的發(fā)展直接關(guān)系到其經(jīng)濟(jì)性，必須得到充分的關(guān)注和研究，目前已建立有一定代表性的故障診斷系統(tǒng)。不過隨著新技術(shù)、新知識(shí)、新方法的不斷出現(xiàn)，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷技術(shù)的研究也需更加深入。智能化故障診斷技術(shù)作為專家診斷系統(tǒng)的核心，具有廣闊的應(yīng)用空間。如何將理論研究運(yùn)用到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中進(jìn)而保證燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行可靠性，達(dá)到高智能化水平是相關(guān)研究者的共同目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫祥逢，陳玉春，胡福.發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷主因子模型的測(cè)量參數(shù)選擇[J].航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2010（01）.

第9篇：設(shè)備故障診斷系統(tǒng)范文

【關(guān)鍵詞】多Agent；監(jiān)測(cè)；診斷

【中圖分類號(hào)】U284.362 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672-5158（2012）11-0008-01

0、引言

管好用好煤礦大型關(guān)鍵設(shè)備，是煤礦穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的前提，也是煤礦安全生產(chǎn)的保障，若能對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷，及時(shí)準(zhǔn)確識(shí)別核心零部件故障的微弱特征信號(hào)，必將為潛在故障預(yù)示和演化、壽命預(yù)測(cè)和制定維修策略提供技術(shù)支持，從而提高煤礦關(guān)鍵裝備整體運(yùn)行安全性和可靠性，實(shí)現(xiàn)由“事后維修”到“預(yù)知維修”的轉(zhuǎn)變，避免意外停機(jī)及惡性事故發(fā)生，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。傳統(tǒng)的礦用機(jī)電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅僅局限于簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)的采集與集中監(jiān)測(cè)顯示，這種方式雖然在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)中起到重要作用，但不能及時(shí)準(zhǔn)確地診斷分析出機(jī)電設(shè)備可能出現(xiàn)的故障Ⅲ。

1、Agent與CSCW

1.1 Agent

Agent是指在某一環(huán)境下，能持續(xù)自主地發(fā)揮作用，以主動(dòng)服務(wù)的方式完成一組操作的計(jì)算實(shí)體，Agent結(jié)構(gòu)如圖1。一般包括功能模塊、推理機(jī)、黑板、知識(shí)庫、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)與通信接口等。

1.2 多Agen與CSCW

多Agent系統(tǒng)各個(gè)Agent之間可以互相通訊，能對(duì)接收到的消息進(jìn)行推理和學(xué)習(xí)。多Agent系統(tǒng)是分布式自主系統(tǒng)，能夠在相同環(huán)境中采用不同的方法解決問題，具有自治性、并行性、智能性和柔性。

CSCW（計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作）系統(tǒng)的發(fā)展要求其成員的個(gè)體行為智能化，提高自組織和自適應(yīng)能力，Agent的自主性適應(yīng)了這樣的需求。其次，Agent問的通訊行為和特性也與協(xié)同工作中群體成員的交流行為相適應(yīng)。Agent之間是對(duì)等的實(shí)體，存在平等協(xié)作的關(guān)系，通過互相通訊協(xié)作共同完成任務(wù)。在cscw中，多Agent系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)系的多個(gè)Agent相互協(xié)同完成預(yù)定的共同任務(wù)的系統(tǒng)。將CSCW和Agent技術(shù)結(jié)合，應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備的故障診斷與監(jiān)測(cè)，具有靈活、開放、可擴(kuò)充的優(yōu)點(diǎn)。

2、多Agent的監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)

多Agent監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)知識(shí)庫、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫、機(jī)械故障診斷Agent、液壓故障診斷Agent、電氣故障診斷Agent、其它故障診斷Agent、管理Agent、以及用戶上位機(jī)系統(tǒng)等，如圖2所示。

管理Agent負(fù)責(zé)診斷任務(wù)的分配、調(diào)度及控制。各診斷Agent子系統(tǒng)接受管理Agent的診斷請(qǐng)求，根據(jù)診斷請(qǐng)求從數(shù)據(jù)庫讀取相應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，調(diào)用合適的分析診斷方法完成診斷子任務(wù)，將結(jié)果返回給管理Agent。通信與網(wǎng)絡(luò)接口子系統(tǒng)提供圖形人機(jī)交互界面，將用戶的診斷任務(wù)及其分解和控制策略輸入系統(tǒng)，以及將診斷系統(tǒng)完成的診斷結(jié)果反饋給用戶，供用戶參考，以便作出決策。

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并比較、反饋、輸出到調(diào)節(jié)執(zhí)行裝置，以實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)電設(shè)備的控制。系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，主程序模塊主要完成系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備的啟/?？刂坪惋@示等功能，其流程框圖如圖3所示。